Выполнение работы и условия эксперимента

Наблюдение осциллограмм

1. Подготовить звуковой генератор Л-34 к работе: установить ручку "множитель" в положение "х1", ручку "рег.вых.напр." в крайнее левое положение. Включить генератор тумблером "сеть".

2. Подготовить осциллограф к работе: переключатели "время/дел " и "V/дел " установить в крайнее левое положение. Ручки "", "", " ^­_¯ " и “«“установить в среднее положение. Включить осциллограф ручкой "питание". После появления на экране светового пятна сделать его удобным для наблюдения.

3. Включить развертку. Вращением переключателя "время/дел " получить на экране светящуюся линию. Ручками " ^­_¯ " и "«" установить ее на середину экрана так, чтобы она заполняла весь экран.

4. Кабелем с разъемом и двумя наконечниками подсоединить выход звукового генератора к 1-му каналу осциллографа. Для этого вставить разъем в гнездо "®О 1МW35pF " 1-го канала. Наконечники на другом конце кабеля - в гнезда "выход" и "" звукового генератора.

5. На звуковом генераторе ручкой "рег.вых.напр." установить по стрелочному прибору напряжение 1- 2 вольта. При этом следует принять во внимание показания светового табло.

6. Получить осциллограмму. Для этого нажать кнопку "I " на блоке усилителей и кнопку "I" на блоке синхронизации. Вращением переключателя "V/дел" подобрать такое значение коэффициента отклонения, чтобы размах сигнала составлял 3 - 4 деления экрана. Переключателем "время/дел " и ручкой "уровень " добиться того, чтобы осциллограмма оставалась неподвижной.

7. Получить осциллограммы сигналов с другими частотами и амплитудами. После чего снять разъем с входа 1-го канала и присоединить его на вход 2-го канала. Получить осциллограммы сигналов, поданных на 2-ой канал. Для этого нажать кнопку "II,X-Y " на блоке усилителей и кнопку "I,II " на блоке синхронизации.

8. Подсоединить выход звукового генератора к обоим каналам. Получить отдельно осциллограммы сигнала на 1-ом (нажаты кнопки "I " на левой и правой сторонах панели) и 2-ом (нажаты кнопки "II,X-Y" на левой и "I,II " на правой сторонах панели) каналах. Напряжение на выходе генератора не должно превышать 1-2 вольта.

9. Нажать кнопку "...". На экране должны наблюдаться одновременно оба сигнала. Переключателями "V/дел " установить на обоих каналах одинаковые амплитуды сигналов и зарисовать эти сигналы. Нажать кнопку "I+II ". При этом осциллограмма представляет собой сумму колебаний на 1-м и 2-м каналах. Зарисовать ее.

10. Изменить фазу колебания на 2-м канале на обратную. Для этого нужно нажать кнопку " ". Повторить пункт 9.

11. Выполнить то же самое при разных амплитудах колебаний на обоих каналах.

Измерение напряжений

1. Описанным выше способом получить осциллограмму гармонического сигнала на одном из каналов.

2. На звуковом генераторе установить переключатель “вых.сопр.W " в положение "атт " и включить тумблер "внутр.нагр." Установить ручкой "рег.вых.напр." на выходе звукового генератора напряжение, не превышающее 1- 2 вольта, и произвести отсчет напряжения по стрелочному прибору. При этом надо обратить внимание на пределы измерения прибора, указанные на световом табло.

3. Ручку плавной регулировки коэффициента отклонения повернуть по часовой стрелке до щелчка. Переключатель "V/дел " установить таким образом, чтобы осциллограмма занимала больше половины экрана по вертикали.

4. Отсчитать расстояние в делениях между нижней и верхней точками осциллограммы. Амплитуда переменного сигнала (в делениях) равна, очевидно, половине этого расстояния. Удобно такой отсчет произвести, если ручкой " ^­_¯ " совместить минимумы осциллограммы с какой-либо горизонтальной линией на экране и сместить осциллограмму с помощью ручки "«", так, чтобы один из максимумов находился на средней вертикальной линии экрана (при этом можно отсчитать десятые доли деления).

5. Зная показание переключателя "V/дел" и положение ручки "^­_¯ " ( или ), рассчитать величину амплитуды переменного напряжения в вольтах.

6. Провести измерения амплитуды колебаний при различных напряжениях на выходе генератора. Следует помнить, что выходное напряжение генератора изменяется плавно ручкой "рег.вых.напр." и ступенчато переключателем "пределы шкал, ослабление".

7. Результаты измерений представить в виде таблицы:

Напряжение на звуковом генераторе, В	Амплитуда, дел	Цена деления, В/дел	Напряжение по осциллографу, В

На основании этой таблицы сделать выводы относительно степени соответствия значений напряжения, измеренных при помощи осциллографа и при помощи вольтметра звукового генератора. При этом следует помнить, что вольтметром измерялось действующее напряжение, а осциллографом - амплитудное.

Измерение периода и частоты гармонических колебаний

1. Получить на экране осциллограмму сигнала. Провести отсчет частоты по лимбу звукового генератора с учетом положения переключателя "множитель".

2. Переключателем "V/дел" установить вертикальный размер изображения 5-6 делений шкалы экрана. Вывести ручку плавной регулировки коэффициента развертки против часовой стрелки до щелчка. Используя переключатель "время/дел ", установить такое изображение сигнала, чтобы расстояние между максимумами синусоиды составляло бы несколько делений.

3. Измерить в делениях расстояние между соседними максимумами по горизонтали. Такое измерение удобно произвести, если ручкой "^­_¯ "совместить максимумы синусоиды со средней линией экрана, а ручкой "«" добиться, чтобы один из максимумов совпал с центром экрана.

4. Зная показание переключателя "время/дел" и положение ручки "«" ( или ) рассчитать период колебаний в секундах. Обратная ему величина даст частоту колебаний.

5. Такие измерения провести при разных частотах выходного сигнала генератора (например, 50,200,1000,5000 и 10000 Гц). Результаты измерений занести в таблицу:

Частота по звуковому генератору, Гц	Период колебаний, дел	Цена деления, время/дел	Период колебаний, с	Частота по осциллографу, Гц

Провести сравнение значений частот, установленных на звуковом генераторе и измеренных с помощью осциллографа.

Измерение частоты колебаний при помощи фигур Лиссажу

1. Подать на 1-й канал сигнал от звукового генератора ГЗ-34. Частоту этого сигнала в дальнейшем будем считать точно известной. На 2-й канал подать сигнал от генератора Л31. Его частоту следует установить в диапазоне 500 - 1000 Гц. Точное значение этой частоты и надо определить по фигурам Лиссажу.

2. Получить осциллограммы сигналов на обоих каналах. Переключателями "V/дел " установить примерно одинаковые амплитуды колебаний на экране осциллографа.

3. Нажав кнопку "II,X-Y" на блоке усилителей, подать тем самым на вертикально отклоняющие пластины сигнал со 2-го канала. Нажать кнопку "X-Y" на блоке развертки, тем самым, подав на развертку сигнал с 1-го канала. На экране должна появиться фигура Лиссажу. Очевидно, что частота колебаний по оси X равна частоте колебаний, задаваемых звуковым генератором ГЗ-34.

4. Изменяя частоту генератора ГЗ-34 в диапазоне 100 - 2000 Гц, получите ряд достаточно простых фигур Лиссажу, в том числе и эллипс. Так как точной кратности частот и особенно постоянной разности фаз колебаний добиться трудно, то на экране фигуры Лиссажу будут как бы вращаться.

5. Определите частоту колебаний сигнала, поступающего с генератора Л31, т.е. частоту n_y, используя какую-либо достаточно простую фигуру Лиссажу. При этом пользуйтесь правилом: если фигура Лиссажу пересекает ось X в n₁ точках и ось Y в n₂ точках, то n_y/n_x=n₁/n₂. Очевидно, что частота n_x это частота звукового генератора ГЗ-34.

6. Значение неизвестной частоты определите из наблюдений 5 - 7 фигур Лиссажу. Данные занесите в таблицу:

Вид фигуры Лиссажу	nx/ny	nx, Гц	ny, Гц

Рассчитайте среднее значение неизвестной частоты и случайную погрешность такого измерения.